手機(jī)電視承載技術(shù)漫談

標(biāo)簽：ISDB-T技術(shù) MBMS

1、引言

在美國(guó)、歐洲、韓國(guó)、日本，手機(jī)電視服務(wù)已經(jīng)逐漸成為移動(dòng)增值業(yè)務(wù)的一個(gè)重要組成部分，并被業(yè)內(nèi)視為下一個(gè)最有潛質(zhì)的電信增值業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，甚至認(rèn)為將是3G的“殺手級(jí)”應(yīng)用之一。手機(jī)電視市場(chǎng)蘊(yùn)含著巨大商機(jī)，業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)，未來(lái)10年內(nèi)手機(jī)電視的年用戶訂閱總額將達(dá)到270億美元，到2010年全球總用戶數(shù)將達(dá)到2.5億。事實(shí)也有所證明，美國(guó)SPRINT公司在半年內(nèi)就以月租費(fèi)10美元發(fā)展了30萬(wàn)月租用戶。在中國(guó)，到2008年北京奧運(yùn)會(huì)到來(lái)之時(shí)，手機(jī)電視也許將真正步入百姓生活，使用手機(jī)收看電視節(jié)目將變得稀松平常。

目前，與手機(jī)電視業(yè)務(wù)相關(guān)的各種承載技術(shù)發(fā)展迅速，美國(guó)、歐洲、韓國(guó)、日本都有其自己的標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)也有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，形成了多種承載技術(shù)并存的局面。

2、手機(jī)電視承載技術(shù)介紹

手機(jī)電視承載技術(shù)主要有三類：利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的方式(3GPP MBMS技術(shù)和流媒體技術(shù))，利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的方式(韓國(guó)S-DMB和歐洲S-DMB技術(shù))，利用數(shù)字地面廣播實(shí)現(xiàn)的方式(歐洲D(zhuǎn)VB-H技術(shù)、日本ISDB-T技術(shù)、韓國(guó)T-DMB技術(shù)、高通MediaFlo技術(shù)和國(guó)內(nèi)手機(jī)電視技術(shù)，如清華數(shù)字地面電視技術(shù)DMB-T和上海交大數(shù)字地面電視技術(shù)ADTB-T等)。

2.1　利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的方式

目前，國(guó)內(nèi)有運(yùn)營(yíng)商基于GPRS和CDMA 1x網(wǎng)絡(luò)提供了手機(jī)電視業(yè)務(wù)，這種手機(jī)電視業(yè)務(wù)實(shí)際上是利用流媒體技術(shù)，把手機(jī)電視作為一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)推出來(lái)，采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式而非廣播的方式傳送數(shù)據(jù)。不管是GPRS手機(jī)還是CDMA 1x手機(jī)，都需要在手機(jī)終端上安裝相應(yīng)的播放軟件，而相應(yīng)的電視節(jié)目則由運(yùn)營(yíng)商或者通過(guò)相應(yīng)的SP來(lái)組織和提供。

流媒體采用客戶端/服務(wù)器模式將連續(xù)的影像和聲音信息存儲(chǔ)于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，服務(wù)器根據(jù)手機(jī)發(fā)出的請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)流，手機(jī)通過(guò)GPRS或3G網(wǎng)絡(luò)一邊下載一邊播放，可支持點(diǎn)播與直播業(yè)務(wù)。其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　利用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)的手機(jī)電視業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

流媒體采用的這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式的傳送，在大量用戶都需要下載高速數(shù)據(jù)時(shí)，信源與每個(gè)接收用戶都有各自的鏈路，這樣對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源消耗較大，并容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。對(duì)于實(shí)時(shí)電視或視頻直播類業(yè)務(wù)，其承載成本并無(wú)優(yōu)勢(shì)。但是流媒體方式可適合個(gè)性化要求強(qiáng)的業(yè)務(wù)，如視頻點(diǎn)播類業(yè)務(wù)。

隨著移動(dòng)用戶高速寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，當(dāng)大量用戶同時(shí)接收同樣的高速數(shù)據(jù)時(shí)，由于待發(fā)送內(nèi)容是每個(gè)用戶都需要接收的數(shù)據(jù)，如果信源與每個(gè)接收用戶建立鏈路，每條鏈路上又都重復(fù)發(fā)送相同數(shù)據(jù)，這樣會(huì)造成資源使用的重復(fù)和浪費(fèi)。因此，需要一種支持移動(dòng)的廣播多播技術(shù)可以有效利用信源和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)空口資源，以減少網(wǎng)絡(luò)中傳送的數(shù)據(jù)量，克服網(wǎng)絡(luò)擁塞。3GPP R6標(biāo)準(zhǔn)于2002年啟動(dòng)，規(guī)定了利用UMTS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)手機(jī)電視功能的移動(dòng)廣播組播業(yè)務(wù)MBMS標(biāo)準(zhǔn)。只要在現(xiàn)有UMTS網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行最小改動(dòng)，絕大部分功能實(shí)體和空口協(xié)議無(wú)需改變，即可實(shí)現(xiàn)MBMS。

MBMS網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)圖2)基于原來(lái)的UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，添加了網(wǎng)元BM-SC，它是內(nèi)容提供者的入口，用于授權(quán)和在移動(dòng)網(wǎng)中發(fā)起MBMS承載業(yè)務(wù)，并按照預(yù)定時(shí)間計(jì)劃傳送MBMS內(nèi)容。其功能包括：授權(quán)第三方內(nèi)容提供商對(duì)用戶進(jìn)行鑒權(quán)和計(jì)費(fèi);向GGSN提供MBMS傳輸相關(guān)參數(shù);發(fā)起和終止MBMS傳輸資源;從外部數(shù)據(jù)源接收內(nèi)容，運(yùn)用錯(cuò)誤恢復(fù)機(jī)制進(jìn)行重傳;調(diào)度MBMS會(huì)話傳輸，重新獲得外部數(shù)據(jù)內(nèi)容，給每一個(gè)MBMS會(huì)話用“MBMS會(huì)話標(biāo)識(shí)符”做標(biāo)記，使用戶能夠區(qū)分MBMS重傳會(huì)話;業(yè)務(wù)聲明，包括媒體描述、會(huì)話描述等的功能。

圖2　MBMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

對(duì)已有的UMTS/GSM分組網(wǎng)功能實(shí)體GGSN，SGSN，RNC/BSC和UE，也需要增加MBMS相關(guān)功能和過(guò)程，如在預(yù)定的組播或廣播業(yè)務(wù)區(qū)域的資源管理，支持業(yè)務(wù)發(fā)起和中止;MBMS接收者的移動(dòng)性管理，與普通的語(yǔ)音數(shù)據(jù)功能的并發(fā)考慮等。

MBMS技術(shù)中新增了新的物理信道MICH(MBMS Indicator Channel)，用來(lái)傳送MBMS的通知指示，尋呼訂閱了某業(yè)務(wù)的MBMS用戶。新增邏輯信道MTCH，MCCH，MSCH信道，它們映射到FACH傳輸信道，用于承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和相關(guān)控制信息。當(dāng)定制業(yè)務(wù)用戶多的時(shí)候用廣播的方式使用FACH信道傳輸，當(dāng)定制業(yè)務(wù)的用戶很少情況下仍然可采用專用信道，因?yàn)镕ACH信道的發(fā)射功率比DCH大，定制業(yè)務(wù)的用戶很少會(huì)浪費(fèi)功率，此時(shí)可從廣播傳輸?shù)姆绞角袚Q到專用傳輸?shù)姆绞?，以?jié)省功率資源。

當(dāng)終端用戶移動(dòng)到不同基站下的小區(qū)分界處時(shí)候，采用宏分集技術(shù)同時(shí)接收來(lái)自兩個(gè)基站的電視數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖3)。在實(shí)現(xiàn)宏分集技術(shù)時(shí)，要求網(wǎng)絡(luò)側(cè)針對(duì)同一MBMS業(yè)務(wù)在兩小區(qū)間進(jìn)行內(nèi)容同步和一定程度上的時(shí)間同步。

圖3　MBMS宏分集技術(shù)

MBMS可應(yīng)用組播模式和廣播模式兩種業(yè)務(wù)模式。廣播模式接近于數(shù)字電視業(yè)務(wù)，而組播模式專注和定位于群業(yè)務(wù)。組播模式提供了更好的計(jì)費(fèi)特性，包括服務(wù)訂閱、接入和推出功能，需要用戶簽約相應(yīng)組播組，進(jìn)行業(yè)務(wù)激活，并產(chǎn)生相應(yīng)的計(jì)費(fèi)信息，而廣播業(yè)務(wù)不需要小區(qū)中所有用戶都制定該業(yè)務(wù)便可以獲得。由于組播和廣播模式在業(yè)務(wù)需求上存在不同，導(dǎo)致其業(yè)務(wù)流程也不同(見(jiàn)圖4a、圖4b)。

簽約即向運(yùn)營(yíng)商制定組播服務(wù)，運(yùn)營(yíng)商授予用戶使用該業(yè)務(wù)的權(quán)利，并對(duì)用戶進(jìn)行計(jì)費(fèi)登記;MBMS業(yè)務(wù)聲明機(jī)制使用戶得到MBMS業(yè)務(wù)的相關(guān)信息;廣播組播業(yè)務(wù)中心BM-SC發(fā)起會(huì)話開(kāi)始，觸發(fā)由MBMS數(shù)據(jù)傳送建立相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源;網(wǎng)絡(luò)側(cè)利用MBMS通知使UE確認(rèn)正在或即將傳送的MBMS數(shù)據(jù)。最后由廣播組播業(yè)務(wù)中心BM-SC發(fā)起的會(huì)話結(jié)束，觸發(fā)由MBMS數(shù)據(jù)傳送釋放相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源。